本技術涉及濾波器,尤其涉及一種具有陷波特征的寬通帶濾波器拓撲結構及濾波器。
背景技術:
1、隨著現(xiàn)代5g通信技術的飛速發(fā)展,作為無線通信系統(tǒng)關鍵器件之一的寬帶帶通濾波器,吸引了廣大學者和工程師越來越多的關注。在此背景下,能夠抑制帶內(nèi)干擾且能高速傳輸信號的帶通濾波器,即具有陷波特性的寬帶帶通濾波器,被大量研發(fā)出來。然而,目前絕大多數(shù)具有陷波特性的寬帶帶通濾波器,往往存在選擇性差且結構不緊湊的缺陷,極大限制了其在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中使用。
技術實現(xiàn)思路
1、本實用新型的主要目的在于提供一種具有陷波特征的寬通帶濾波器拓撲結構及濾波器,旨在解決現(xiàn)有的具有陷波特性的寬帶帶通濾波器選擇性差且不緊湊的缺陷。
2、為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提出一種具有陷波特征的寬通帶濾波器拓撲結構,包括沿第一方向依次連接的第一平行線、第二平行線及第三平行線,所述第一平行線另一端連接有輸入端,所述第三平行線另一端連接有輸出端;
3、所述第一平行線與所述輸入端之間依次連接有第一微帶線、第一開路枝節(jié);
4、所述第一平行線與所述第二平行線之間對稱連接有第二微帶線和第四微帶線,所述第二微帶線另一端依次連接有第三微帶線、第一短路枝節(jié),所述第四微帶線另一端依次連接有第五微帶線、第二短路枝節(jié);
5、所述第二平行線與所述第三平行線之間對稱連接有第六微帶線和第八微帶線,所述第六微帶線另一端依次連接有第七微帶線、第三短路枝節(jié),所述第八微帶線另一端依次連接有第九微帶線、第四短路枝節(jié);
6、所述第三平行線與所述輸出端之間依次連接有第十微帶線、第二開路枝節(jié);
7、所述第一微帶線、第三微帶線、第五微帶線、第七微帶線、第九微帶線、第十微帶線均沿第一方向排布;所述第二微帶線、第四微帶線、第六微帶線、第八微帶線、第一開路枝節(jié)、第二開路枝節(jié)、第一短路枝節(jié)、第二短路枝節(jié)、第三短路枝節(jié)及第四短路枝節(jié)均沿第二方向排布,且所述第一方向垂直于所述第二方向。
8、可選地,所述第一平行線、第二平行線及第三平行線均包括兩條相互平行的傳輸線。
9、可選地,所述第一平行線的電長度、第二平行線的電長度及第三平行線的電長度相等,且均等于寬通帶濾波器中心頻率處對應的四分之一波長。
10、可選地,所述第一微帶線的電長度與所述第十微帶線的電長度相等;所述第一開路枝節(jié)的電長度與所述第二開路枝節(jié)的電長度相等;
11、所述第一微帶線的電長度和第一開路枝節(jié)的電長度之和、所述第十微帶線的電長度和第二開路枝節(jié)的電長度之和均為寬通帶濾波器中心頻率處對應的四分之一波長;或者所述第一微帶線的電長度和第一開路枝節(jié)的電長度之和、所述第十微帶線的電長度和第二開路枝節(jié)的電長度之和均為寬通帶濾波器陷波中心頻率處對應的四分之一波長。
12、可選地,所述第二微帶線的電長度、第四微帶線的電長度、第六微帶線的電長度及第八微帶線的電長度相等;
13、所述第三微帶線的電長度、第五微帶線的電長度、第七微帶線的電長度及第九微帶線的電長度相等;
14、所述第一短路枝節(jié)的電長度、第二短路枝節(jié)的電長度、第三短路枝節(jié)的電長度及第四短路枝節(jié)的電長度相等;
15、所述第二微帶線的電長度、第三微帶線的電長度及第一短路枝節(jié)的電長度之和大于寬通帶濾波器中心頻率處對應的四分之一波長;
16、所述第四微帶線的電長度、第五微帶線的電長度及第二短路枝節(jié)的電長度之和大于寬通帶濾波器中心頻率處對應的四分之一波長;
17、所述第六微帶線的電長度、第七微帶線的電長度及第三短路枝節(jié)的電長度之和大于寬通帶濾波器中心頻率處對應的四分之一波長;
18、所述第八微帶線的電長度、第九微帶線的電長度及第四短路枝節(jié)的電長度之和大于寬通帶濾波器中心頻率處對應的四分之一波長。
19、可選地,所述第一平行線的奇模特征阻抗和第三平行線的奇模特征阻抗相等;所述第一平行線的偶模特征阻抗和第三平行線的偶模特征阻抗相等。
20、可選地,所述第一微帶線的特征阻抗、第十微帶線的特征阻抗、第一開路枝節(jié)的特征阻抗及第二開路枝節(jié)的特征阻抗均相等。
21、可選地,所述第二微帶線的特征阻抗、第三微帶線的特征阻抗、第四微帶線的特征阻抗、第五微帶線的特征阻抗、第六微帶線的特征阻抗、第七微帶線的特征阻抗、第八微帶線的特征阻抗、第九微帶線的特征阻抗、第一短路枝節(jié)的特征阻抗、第二短路枝節(jié)的特征阻抗、第三短路枝節(jié)的特征阻抗及第四短路枝節(jié)的特征阻抗均相等。
22、為實現(xiàn)上述目的,本實用新型還提出一種濾波器,包括上述任一所述的拓撲結構。
23、可選地,所述濾波器還包括一電路板,所述電路板的介電常數(shù)為3.38,介電損耗為0.0022,厚度為0.813mm,尺寸為35.8mm*11.8mm;
24、所述第一平行線及第三平行線中傳輸線的線長均設置為lp1=10.2mm、線寬均設置為wp1=0.2mm、線間距均設置為sp1=0.1mm;
25、所述第二平行線中傳輸線的線長均設置為lp2=10.2mm、線寬均設置為wp2=0.2mm、線間距均設置為sp2=0.15mm;
26、所述第一微帶線及第十微帶線的線長均設置為l1=9.55mm,所述第一開路枝節(jié)及第二開路枝節(jié)的線長均設置為l2=1.85mm;所述第一微帶線、第十微帶線、第一開路枝節(jié)及第二開路枝節(jié)的線寬均設置為w1=0.45mm;
27、所述第一微帶線與所述第一平行線之間的間距、所述第十微帶線與所述第三平行線之間的間距均設置為s1=0.1mm;
28、所述第二微帶線、第四微帶線、第六微帶線及第八微帶線的線長均設置為l3=5.15mm;所述第三微帶線、第五微帶線、第七微帶線及第九微帶線的線長均設置為l4=4.5mm;所述第一短路枝節(jié)、第二短路枝節(jié)、第三短路枝節(jié)及第四短路枝節(jié)的線長均設置為l5=2.2mm;
29、所述第二微帶線、第四微帶線、第六微帶線、第八微帶線、第三微帶線、第五微帶線、第七微帶線、第九微帶線、第一短路枝節(jié)、第二短路枝節(jié)、第三短路枝節(jié)及第四短路枝節(jié)的線寬均設置為w2=0.7mm。
30、本實用新型的有益效果在于:改善了現(xiàn)有寬通帶濾波器的拓撲結構,拓撲結構包括連接的第一平行線、第二平行線及第三平行線,第一平行線連接輸入端,第三平行線連接輸出端;第一平行線與輸入端之間連接有第一微帶線、第一開路枝節(jié);第一平行線與第二平行線之間連接有第二微帶線和第四微帶線,第二微帶線連接有第三微帶線、第一短路枝節(jié),第四微帶線連接有第五微帶線、第二短路枝節(jié);第二平行線與第三平行線之間連接有第六微帶線和第八微帶線,第六微帶線連接有第七微帶線、第三短路枝節(jié),第八微帶線連接有第九微帶線、第四短路枝節(jié);第三平行線與輸出端之間連接有第十微帶線、第二開路枝節(jié);
31、基于該拓撲結構的濾波器具有四個奇模傳輸極點、四個偶模傳輸極點和六個傳輸零點,且無論如何改變其各枝節(jié)特征阻抗的值,傳輸零極點的相對位置都不會改變。因此,基于此拓撲結構可以設計具有陷波特性的寬帶帶通濾波器,且在通帶有八個傳輸極點以確保其帶內(nèi)的平坦度,在阻帶內(nèi)有五個傳輸零點以確保高選擇性和高隔離度,在通帶內(nèi)還有一個傳輸零點以形成所需要的陷波。